点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:“谷地”如何变身“世界屋脊”
首页> 科普频道> 科普头条 > 正文

“谷地”如何变身“世界屋脊”

来源:中国科学报2022-03-02 10:14

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

“谷地”如何变身“世界屋脊”

丁林带领团队在中央谷地中部的伦坡拉盆地开展野外考察。青藏高原所供图

  地球第三极青藏高原如今平均海拔在4000米以上,被称为“世界屋脊”。但在形成今日之“高大”面貌之前,青藏高原其实还发育了一个低海拔的温热的“谷地”。

  从“谷地”到“世界屋脊”是如何演化的?其隆升过程又对今天的青藏高原环境有着怎样的影响?这些都是关于青藏高原尚未解开的谜题。

  历时20余年,在第二次青藏科考的支持下,中科院院士、中科院青藏高原研究所(以下简称青藏高原所)研究员丁林领衔的碰撞隆升及影响团队,通过构造地质演化、岩石圈深部结构、古高度、古温度、古植被分析和古气候模拟等多领域多手段的综合研究,刻画了青藏高原隆升前低海拔“中央谷地”的面貌与历史过程。相关研究近日发表于《科学进展》。

  高升前的“低谷”

  青藏高原隆升过程复杂,且经历了漫长的历史时期,其隆升的地球动力学过程仍存在争议。

  有观点认为,在距今5300万年到3600万年的始新世,高原南部最先成为海拔最高地区,随后向北隆升;另一种观点认为,在始新世,高原中部是海拔最高的地区,形成青藏高原雏形,然后从中新世开始向南扩展成喜马拉雅山脉,向北扩展到青藏高原北部的昆仑山以及祁连山地区。

  论文第一作者、青藏高原所博士熊中玉介绍,印度板块与欧亚板块碰撞后,在高大的冈底斯造山带和中央分水岭造山带之间,曾发育一个与现今地貌完全不同的“低海拔中央谷地”。它自西向东,沿现在的日土—改则—尼玛—班戈—那曲—丁青一线展布。

  “但它何时隆升到现今高度,导致中央谷地隆升的内源驱动力又是什么?我们还不清楚。”论文通讯作者丁林表示,准确量化隆升过程及特征对于评估其对大气和地表过程的影响至关重要。

  自1997年起,丁林带领团队持续在位于中央谷地中部的伦坡拉盆地开展野外考察,试图解开这个谜团。

  伦坡拉盆地隶属班戈县,面积约3600平方千米,海拔约4700米,年平均温度约0℃,年降水量400~500毫米,属于典型的高寒季风性气候,是研究青藏高原隆升历史、机制及环境—生物效应的热点地区。

  火山灰中找“密码”

  “火山灰岩层是盆地中沉积下来的古代火山喷发的火山灰,可用于准确限定地层的形成时代和绝对年龄。地层的绝对年龄类似于一个‘标尺’,只有在这个标尺的基础上,我们才能精确地重建地球各个圈层的演化过程。”熊中玉告诉《中国科学报》。

  研究团队在盆地内共发现了9套火山灰,利用锆石铀铅测年的方法,确定了火山灰的绝对年龄,建立了伦坡拉盆地5000万~2000万年前沉积地层的绝对年代框架。

  研究表明,下部牛堡组地层沉积年代为5000万~2900万年前,上部丁青组地层沉积年代为2900万~2000万年前。

  在此年代框架基础上,研究团队与英国布里斯托大学古气候模拟团队合作,首次在青藏高原上利用古气候模拟的方法,确定了青藏高原中央谷地的降雨模式为冬、夏两个季节的双峰式。

  同时,结合降雨量、地表蒸散和土壤水分含量等,他们揭示了古土壤钙质结核的形成季节:牛堡组下部古土壤钙质结核的形成时间为3~6月,而牛堡组上部古土壤钙质结核的形成时间则限定在5~6月和9月两个阶段。

  深部圈层为“内生动力”

  基于古土壤钙质结核团簇同位素数据确定的地表古温度,研究团队还创造性地使用地表空气湿球温度和湿球气温直减率定量恢复了伦坡拉盆地地表高度变化历史。

  研究结果表明,约5000万~3800万年前,青藏高原呈现“两山夹一盆”的地貌特征,冈底斯山脉海拔约4500米、中央分水岭山脉海拔约4000米,它们之间夹着海拔约1700米的中央谷地。中央谷地气候温暖湿润,降水由西风和季风共同主导,亚热带动植物繁盛,是高原内部的“香格里拉”。

  约3800万~2900万年前,以伦坡拉盆地为代表的中央谷地快速隆升为海拔超过4000米的高原,这也标志着青藏高原主体部分形成。

  伴随中央谷地隆升和全球气候变冷,高原中部温度显著下降,降水减少,并且南部季风作用相对增强。气候变化导致高原中部从温暖湿润的亚热带生态系统转变为寒冷干燥的高寒生态系统,主要地表植被为高山草甸。

  结合前期研究,团队进一步指出,雅鲁藏布江缝合线以北,从造山带发展为高原主体的时间为晚始新世—早渐新世(3800万~2900万年前),而雅鲁藏布江缝合线以南的喜马拉雅山脉于中新世早期(2500万~1500万年前)才达到现在高度。

  丁林介绍,导致中央谷地隆升的深部地球动力学机制,是俯冲的拉萨地幔拆沉、软流圈物质上涌及上部地壳缩短。中央谷地的隆升是青藏高原对地表圈层环境的巨大影响的开始。该研究在青藏高原各圈层时空演化研究方面迈出了坚实一步,对青藏高原地球系统科学研究具有重要示范作用。(记者 韩扬眉)

  相关论文信息:

  https://science.org/doi/10.1126/sciadv.abj0944

[ 责编:赵宇豪 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 双展联动感受绿色低碳与工程建设新图景

  • “机遇中国·创享未来”中国文化推介系列活动在世贸组织举办

独家策划

推荐阅读
在中国工程院院士张献龙带领下,华中农业大学教授王茂军课题组发现“三维基因组结构是传统DNA序列变异之外可供作物改良利用的新型靶标”,并在此基础上破译了棉花遗传的“空间折叠密码”,为拓展现有栽培棉的遗传多样性提供了新方向。
2026-09-17 09:41
近日,陈松林团队成功构建全球首个海洋硬骨鱼类综合功能与进化基因组数据库MFDB,首次系统整合了来自85种海洋硬骨鱼的89个染色体水平基因组数据。
2026-09-17 09:42
恰逢铜基高温超导发现40周年之际,复旦大学教授张远波、阮威团队与中国科学院院士、中国科学技术大学教授陈仙辉团队合作,成功制备出只含一个铜氧面的铜基高温超导体。
2026-09-17 09:40
依托中国天眼FAST超高探测灵敏度,国家天文台韩金林研究员领衔的FAST银道面脉冲星巡天团队取得重要发现,捕获一颗处于紧致轨道的双中子星系统PSRJ1856-0039。
2026-09-17 09:35
地学界认为,这种全球尺度的巨变,很可能归因于超大陆旋回。但是,是否真的存在超大陆?近日,中国地质科学院地质研究所王涛团队发表成果,证实了超大陆的存在,并将其命名为“大冈瓦纳”。
2026-09-17 09:37
日前,西湖大学未来产业研究中心周南嘉、姚远联合西湖大学医学院陶亮团队,设计出全新材料与3D打印机制,解锁了植入式全水凝胶生物电子器件。
2026-09-17 09:32
据了解,该隧道盾构段长约2.9公里,采用双洞双层结构设计。如此“大块头”的装备,推进系统配置了液压浮动支撑装置,同时还配备了高精度导向系统与管片选型系统,共同保障盾构机轻巧拐弯。
2026-09-16 10:38
当前,一场以可再生能源替代化石能源、以电动汽车替代燃油车为核心的能源革命正席卷全球。车网互动的本质,是将电动汽车从单纯的“负荷”转化为兼具“负荷”与“电源”双重属性的移动储能单元。
2026-09-16 10:38
从持续性看,这些劣质、虚假或错误的信息,不只占据当下受众的注意力,还会变成AI训练的语料,形成自我循环。使清朗网络空间成为可感可及的常态,还要立足于人机协同,同步提升全社会的信息素养和核查效率。
2026-09-16 10:37
近日,南方科技大学地球与空间科学系副教授范斯腾与合作者在火星大气环流及物质输运研究方面取得重要进展。火星上的物质输运通常主要沿着平均环流进行,这与地球根本不同,后者的大气输运主要受涡流主导。
2026-09-16 10:39
艺术家描绘了星团潮汐尾上的脉冲星和接力观测的三组望远镜。此后,随着星团内部动力学演化和银河系潮汐作用持续改变成员轨道,一部分中子星会逐渐进入潮汐尾,最终脱离星团。近一个世纪后,星团潮汐尾上的这颗脉冲星,使巴德开启的两条科学线索在一个具体天体上交汇。
2026-09-16 10:39
今年入夏以来,西北太平洋与南海海域的台风仿佛开启了“流水线”模式,接连生成、登陆,引发社会广泛关注。
2026-09-15 09:35
气候变化可能进一步改变全球极端降雨、洪水和季风过程,短期水文事件对陆地塑料向河流和海洋输送的影响也可能随之变化。厘清这种“脉冲式”污染输送机制,有助于提高全球海洋塑料污染预测的准确性,并为更具针对性的塑料污染治理提供科学依据。
2026-09-15 09:27
错坚河冰崩发生点和下游传输侵蚀通道。研究指出,气候变暖背景下,喜马拉雅山地区的冰冻圈灾害正呈现频次增加与链式放大的复合态势。研究指出,此次冰崩与气候变暖影响下冰裂隙扩张、从冰面向冰内和冰床排水加剧直接相关。
2026-09-15 09:26
记者从国家药监局了解到,我国第三个脑机接口医疗器械标准于14日被批准发布。据悉,为了支持我国脑机接口医疗器械重大创新、满足产业发展急需,国家药监局采用快速程序立项和批准。
2026-09-15 09:23
工科学习与研究强调实践牵引、逻辑思维和科学方法,解决问题更是落脚点——学生可以借助AI,但不能被AI替代。工科学习,不仅是吸收知识的过程,更是应用理论、方法和工具提升学生解决工程实践问题的能力的过程。
2026-09-15 09:25
拍卖会是全国优质种公牛资源展示的舞台。与华西牛同台竞争的,不乏安格斯、西门塔尔等国内外优质牛,可近4届“标王”无一例外都花落华西牛。
2026-09-14 09:26
甲烷的“存在感”远不及二氧化碳,但增温效应不容小觑。有研究认为湖泊贡献了全球自然甲烷排放的75%,也有测算认为占比不足两成。但实际排放多少、国际模型是否适用于我国,长期缺乏本土实测验证。
2026-09-14 09:25
位于今青海省海西州格尔木市南部的布尔汗布达山山体,是当代地质学界、地理学界公认的东昆仑主干,也是青藏公路、青藏铁路的关键地标——昆仑山口所在地。
2026-09-14 09:14
近日,记者从吉林大学获悉,该校生物考古实验室在全球首次完成已灭绝古生物奥氏马的完整形态复原。
2026-09-14 09:15
加载更多